缸筒和缸盖组件
1 确定液压缸油口尺寸
液压缸的油口包括油口孔及连接螺纹。油口可布置在缸筒或缸盖上,油口直径应根据活塞最大速度
和油口最高流速
确定,计算公式如下:
式中D—液压缸内经,m;
—液压缸最大输出流速,m/min;
—油口流动速度,m/min,一般不大于5m/s。
油口连接螺纹尺寸见参考文献[5],表7-20。
对于无杆腔部位油口:
见参考文献[5],表7-20,选取M502的链接螺纹尺寸。
对于有杆腔部位油口:
见参考文献[5],表7-20,选取M422的螺纹连接尺寸。
2确定缸筒和缸盖的连接形式
有参考文献[5]表4-5,居于本设计,缸筒和缸盖的连接形式选用法兰连接。
3选择缸筒和缸盖材料
缸筒选材:铸钢45
前缸盖选材:铸钢45
后缸盖选材:铸钢45
4计算缸筒和缸盖的结构参数
①缸筒壁厚的计算
本次设计的液压系统为高压系统,因此按厚壁缸筒计算
式中p—液压缸工作压力,MPa;
—试验压力,MPa,工作压力p≤16MPa时,
=1.5p;工作压力≥16MPa时,
=1.5p;
D—液压缸内径,m;
—缸体材料许用应力,MPa;
取铸钢=120Pa;
②缸筒外径的计算
见参考文献[5]表4-7 标准液压缸的缸筒外径系列,选取的液压缸信息如下表2-2。
表2-2
产品系列代号 | 额定压力 | 缸筒内径D/mm |
F型 | 25 | 360 |
缸筒外径 | ||
450 |
③缸底厚度h的计算
对于平型缸底当缸底无油口时
当缸底有油口时
式中—缸底材料许用应力,MPa;
④液压缸头部法兰厚度h的计算
因为在缸筒头部有活塞杆导向孔,故其厚度的计算方法与缸底有所不同。对于常用的法兰式缸头,其厚度的计算方法如下。
式中 F—法兰受力总和,N;,这里取F=2000000N。
d—密封环内径,m;
—密封环外径,m;
q—附加密封压力,Pa;
—螺钉孔分布圆直径,m;
—密封环平均直径,m;
[]—法兰材料许用应力,Pa;
5缸筒和缸盖的连接计算
缸筒和缸盖采用螺栓连接时,缸筒螺纹处的拉应力为:
螺纹处的切应力:
合成应力为:
式中 K—螺纹拧紧系数,静载时K=1.25~1.5;动载时K=2.54;
—螺纹内摩擦系数,一般取
=0.12;
—螺纹外径,m;
—螺纹内经,m,一般采用普通螺纹时,
=
-1.0825t(t为螺纹螺距,m);
D—液压缸内经,m;
[]—螺纹材料许用应力,Pa;
—螺纹材料屈服点,Pa;
n—安全系数,通常取n=1.5~2.5;
F—缸筒螺纹处所受的拉力,N;
Z—螺栓数;
6 缸筒与缸盖的配合
本设计以参考文献[5],11.3.3 液压缸液压机(单杆双作用活塞缸)装配图及零件图为参照,进行液压缸的结构设计。
缸盖与缸筒的配合采用H9/f9的间隙配合;缸筒与导向套采用H7/g6配合;缸底与缸筒采用H7/g6配合。